(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板と、
前記誘電体基板上に形成されたスロットからなるアンテナ素子と、
前記誘電体基板上に形成された導体パターンからなるアンテナ素子と、を具備し、
前記スロットからなるアンテナ素子及び導体パターンからなるアンテナ素子は、それぞれの電界の方向が同一になるように設けられる共に、前記誘電体基板上のアンテナ形成面における前記スロットからなるアンテナ素子と前記導体パターンからなるアンテナ素子とに囲まれた領域又は前記アンテナ素子形成面の裏面における前記領域に対応する領域に電子回路が搭載可能に構成されており、
前記スロットからなるアンテナ素子及び導体パターンからなるアンテナ素子のうち、少なくとも１つは給電アンテナ素子であり、
前記誘電体基板は、一方の面に接地導体が形成され、
前記給電アンテナ素子は、前記接地導体内に形成されたスロットからなり、
前記無給電アンテナ素子は、前記誘電体基板の前記一方の面に前記給電アンテナ素子と所定の角度をなして配置された導体パターンからなり、
前記導体パターンからなる無給電アンテナ素子は、両端が開放されると共に電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／２としたダイポールアンテナ素子であり、
前記スロットからなる給電アンテナ素子は、互いに平行に配置された２つの給電アンテナ素子からなり、
前記給電アンテナ素子への給電が、前記スロットの長手方向の略中間位置でそれぞれ行われる
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
誘電体基板と、
前記誘電体基板上に形成されたスロットからなるアンテナ素子と、
前記誘電体基板上に形成された導体パターンからなるアンテナ素子と、を具備し、
前記スロットからなるアンテナ素子及び導体パターンからなるアンテナ素子は、それぞれの電界の方向が同一になるように設けられる共に、前記誘電体基板上のアンテナ形成面における前記スロットからなるアンテナ素子と前記導体パターンからなるアンテナ素子とに囲まれた領域又は前記アンテナ素子形成面の裏面における前記領域に対応する領域に電子回路が搭載可能に構成され、
前記スロットからなるアンテナ素子及び導体パターンからなるアンテナ素子のうち、少なくとも１つは給電アンテナ素子であり、
前記誘電体基板は、一方の面に接地導体が形成され、
前記給電アンテナ素子は、前記誘電体基板上に形成された導体パターンからなり、
前記無給電アンテナ素子は、前記接地導体内に形成されたスロットからなり、
前記導体パターンからなる給電アンテナ素子は、互いに平行に配置された２つの給電アンテナ素子からなり、
各給電アンテナ素子への給電が、前記各給電アンテナ素子の略中間位置でそれぞれ行われる
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
誘電体基板と、
前記誘電体基板上に形成されたスロットからなるアンテナ素子と、
前記誘電体基板上に形成された導体パターンからなるアンテナ素子と、を具備し、
前記スロットからなるアンテナ素子及び導体パターンからなるアンテナ素子は、それぞれの電界の方向が同一になるように設けられる共に、前記誘電体基板上のアンテナ形成面における前記スロットからなるアンテナ素子と前記導体パターンからなるアンテナ素子とに囲まれた領域又は前記アンテナ素子形成面の裏面における前記領域に対応する領域に電子回路が搭載可能に構成され、
前記誘電体基板は方形状をなしており、
前記給電アンテナ素子は、方形状をなす前記誘電体基板の一辺に沿って設けられており、
前記無給電アンテナ素子は、前記給電アンテナ素子が設けられた一辺に対して垂直な辺に沿って設けられている
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
前記無給電アンテナ素子は、前記導体部が、前記給電アンテナ素子が設けられた一辺に対して垂直な辺に沿って形成された主導体部と、前記主導体部の両端から前記給電アンテナ素子と平行方向に延出した延出部とを有する
ことを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記スロットからなるアンテナ素子及び導体パターンからなるアンテナ素子のうち、少なくとも１つは給電アンテナ素子である
ことを特徴とする請求項３又は４に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記誘電体基板は、一方の面に接地導体が形成され、
前記給電アンテナ素子は、前記接地導体内に形成されたスロットからなり、
前記無給電アンテナ素子は、前記誘電体基板の前記一方の面に前記給電アンテナ素子と所定の角度をなして配置された導体パターンからなる
ことを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記導体パターンからなる無給電アンテナ素子は、一端が前記接地導体に接続され、電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／４としたモノポールアンテナ素子である
ことを特徴とする請求項６に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記スロットからなる給電アンテナ素子は、一方が開口されたハーフスロットからなり、
前記給電アンテナ素子への給電が、前記ハーフスロットの開口側の位置で行われる
ことを特徴とする請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記導体パターンからなる無給電アンテナ素子は、両端が開放されると共に電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／２としたダイポールアンテナ素子である
ことを特徴とする請求項６に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記スロットからなる給電アンテナ素子は、互いに平行に配置された２つの給電アンテナ素子からなり、
前記給電アンテナ素子への給電が、前記スロットの長手方向の略中間位置でそれぞれ行われる
ことを特徴とする請求項９に記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
前記誘電体基板は、一方の面に接地導体が形成され、
前記給電アンテナ素子は、前記誘電体基板上に形成された導体パターンからなり、
前記無給電アンテナ素子は、前記接地導体内に形成されたスロットからなる
ことを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
前記スロットからなる無給電アンテナ素子は、電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／２としたスロットアンテナからなる
ことを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
前記スロットからなる無給電アンテナ素子は、電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／４としたハーフスロットアンテナからなる
ことを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１４】
前記導体パターンからなる給電アンテナ素子は、電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／４としたモノポールアンテナである
ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載のアンテナ装置。
【請求項１５】
前記導体パターンからなる給電アンテナ素子は、電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／２としたダイポールアンテナである
ことを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１６】
前記導体パターンからなる給電アンテナ素子は、互いに平行に配置された２つの給電アンテナ素子からなり、
各給電アンテナ素子への給電が、前記各給電アンテナ素子の略中間位置でそれぞれ行われる
ことを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１７】
前記無給電アンテナ素子は、アンテナの指向特性が当該無給電アンテナ素子の電気長を調整することで、前記誘電体基板の基板面に対して垂直方向となる正面指向特性、前記スロットの長手方向で前記誘電体基板の側方となる側方指向特性、又は全方向指向特性のいずれかを選択可能である
ことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項１８】
前記無給電アンテナ素子は、前記接地導体に対して非導体部を介して隔てられた導体パターンからなり、前記導体パターンの一部が所望の指向特性となるようにトリミングされている
ことを特徴とする請求項１、３、４、５、６、７、８、９又は１０に記載のアンテナ装置。
【請求項１９】
前記無給電アンテナ素子にインピーダンス可変素子が接続され、前記インピーダンス可変素子のインピーダンス値を電気的に可変させて前記無給電アンテナ素子の電気長を調整する
ことを特徴とする請求項１７又は１８記載のアンテナ装置。
【請求項２０】
前記給電アンテナ素子と前記無給電アンテナ素子とのなす角度が直角又はその近傍である
ことを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項２１】
前記無給電アンテナ素子は、前記給電アンテナ素子の中心点からアンテナ共振周波数の波長の略１／４から略１／２の位置に配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項２２】
誘電体基板と、
前記誘電体基板上に形成されたスロットからなるアンテナ素子と、
前記誘電体基板上に形成された導体パターンからなるアンテナ素子と、を具備し、
前記スロットからなるアンテナ素子及び導体パターンからなるアンテナ素子は、それぞれの電界の方向が同一になるように設けられる共に、前記誘電体基板上のアンテナ形成面における前記スロットからなるアンテナ素子と前記導体パターンからなるアンテナ素子とに囲まれた領域又は前記アンテナ素子形成面の裏面における前記領域に対応する領域に電子回路が搭載可能に構成されており、
前記スロットからなるアンテナ素子及び導体パターンからなるアンテナ素子のうち、少なくとも１つは給電アンテナ素子であり、
前記誘電体基板は、一方の面に接地導体が形成され、
前記給電アンテナ素子は、前記接地導体内に形成されたスロットからなり、
前記無給電アンテナ素子は、前記誘電体基板の前記一方の面に前記給電アンテナ素子と所定の角度をなして配置された導体パターンからなり、
前記給電アンテナ素子は、当該給電アンテナ素子の中央から両側に所定距離離れた２箇所にて給電する給電部を有する
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２３】
前記導体パターンからなる無給電アンテナ素子は、一端が前記接地導体に接続され、電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／４としたモノポールアンテナ素子である
ことを特徴とする請求項２２に記載のアンテナ装置。
【請求項２４】
前記導体パターンからなる無給電アンテナ素子は、両端が開放されると共に電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／２としたダイポールアンテナ素子である
ことを特徴とする請求項２２に記載のアンテナ装置。
【請求項２５】
前記スロットからなる給電アンテナ素子は、互いに平行に配置された２つの給電アンテナ素子からなり、
前記給電アンテナ素子への給電が、前記スロットの長手方向の略中間位置でそれぞれ行われる
ことを特徴とする請求項２４に記載のアンテナ装置。
【請求項２６】
前記誘電体基板の一方の面及び又は他方の面に、電子回路を構成する電気部品が搭載され、前記電子回路は前記給電アンテナに接続されている
ことを特徴とする請求項１乃至２５のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナ素子を備えて指向性を切替え可能なアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アンテナの指向特性を制御可能にしたスロットアンテナ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のアンテナ装置は、誘電体基板の主面に給電部を有するスロットからなる給電アンテナ素子を設け、その給電アンテナ素子からλ／４（λは電波の波長）だけ離れた対称位置に２つのスロットを形成して無給電アンテナ素子を構成し、無給電アンテナ素子にバラクタダイオードを装荷している。指向性制御部が無給電アンテナ素子に装荷したバラクタダイオードの容量を制御することにより、アンテナ指向性を電気的に切替可能なアレーアンテナを構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２５３０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来のスロットアンテナ装置は、無給電アンテナ素子に装荷したバラクタダイオードの容量を制御することでアンテナ指向特性を変えることは可能であるが、例えば指向特性を基板側方に向いた側方指向特性から基板主面と直交する前方に向いた前方指向特性に切り替えることまでは出来ない。
【０００５】
多様なアプリケーションに対応してアンテナ装置に要求される指向特性も側方指向特性、前方指向特性又は全方向特性といった具合に異なるが、アンテナモジュールの基本設計を変更することなく、アンテナ指向特性を大きく切り替えることは困難であった。そのため、アンテナ指向特性に応じてアンテナモジュールを再設計しなければならなかった。
【０００６】
また、上記従来のスロットアンテナ装置では、誘電体基板中央に、同一方向に指向特性を持つように、３つのスロットを所定のピッチで同一方向に並べてアレーアンテナを構成している。従って、アレーアンテナ全体の基板占有面積、又は指向特性方向における基板サイズが大きくなり、この基板上にさらに電子回路モジュールを実装した場合には、アンテナ装置全体が大型化してしまう問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、アンテナモジュールの基本構成は変更することなく、アンテナ装置の小型化が可能であり、多様なアプリケーションに対応して、アンテナ指向特性を側方指向特性、前方指向特性又は全方向指向特性といった具合に切り替え可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のアンテナ装置は、誘電体基板と、前記誘電体基板上に形成されたスロットからなるアンテナ素子と、前記誘電体基板上に形成された導体パターンからなるアンテナ素子と、を具備し、前記スロットからなるアンテナ素子及び導体パターンからなるアンテナ素子は、それぞれの電界の方向が同一になるように設けられる共に、前記誘電体基板上のアンテナ形成面における前記スロットからなるアンテナ素子と前記導体パターンからなるアンテナ素子とに囲まれた領域又は前記アンテナ素子形成面の裏面における前記領域に対応する領域に電子回路が搭載可能に構成されていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、スロットと導体パターンとの異なる種類のアンテナ素子の電界方向が同一方向になるように設けてアレーアンテナを構成し、アンテナ形成面における両アンテナ素子で囲まれた領域又はその裏面における当該領域に対応する領域に電子回路を実装することができる。従って、例えば、スロットからなるアンテナ素子を誘電体基板の外縁部に設けると共に導体パターンからなるアンテナ素子を当該外縁部に隣接する他の外縁部に各電界方向が同一になるように設ければ、これらアンテナ素子に囲まれた誘電体基板中央にアンテナモジュールを構成する電子回路を実装することができるので、アンテナ装置全体を小型化し、高性能指向性アレーアンテナを実現することができる。
【００１０】
上記アンテナ装置において、前記スロットからなるアンテナ素子及び導体パターンからなるアンテナ素子のうち、少なくとも１つは給電アンテナ素子で構成することができる。
【００１１】
この構成によれば、例えば、スロットからなるアンテナ素子を給電アンテナ素子で構成すれば、給電アンテナ素子であるスロットから放射された電波で無給電素子である導体パターンを励振でき、無給電アンテナ素子である第２のアンテナ素子の電気長を変えるだけで、アンテナモジュールの基本構成は変更することなく、アンテナ指向特性を切り替えることができる。
【００１２】
上記アンテナ装置において、前記誘電体基板は、一方の面に接地導体が形成され、前記給電アンテナ素子は、前記接地導体内に形成されたスロットからなり、前記無給電アンテナ素子は、前記誘電体基板の前記一方の面に前記給電アンテナ素子と所定の角度をなして配置された導体パターンからなることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、スロットで構成された給電アンテナ素子と導体パターンで構成された無給電アンテナ素子とを所定の角度を持たせて配置することで、給電アンテナ素子から放射される電波で無給電アンテナ素子を励振でき、無給電アンテナ素子の電気長を変えるだけで、アンテナモジュールの基本構成は変更することなく、アンテナ指向特性を切り替えることができる。従って、アンテナモジュール一体化製品を実装する場合でも、アンテナの指向性に応じてアンテナモジュールの再設計が不要となり、無駄な設計コストを抑制することができる。
【００１４】
上記アンテナ装置において、前記導体パターンからなる無給電アンテナ素子は、一端が前記接地導体に接続され、電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／４としたモノポールアンテナ素子で構成することができる。
【００１５】
上記アンテナ装置において、前記スロットからなる給電アンテナ素子は、一方が開口されたハーフスロットからなり、前記給電アンテナ素子への給電が、前記ハーフスロットの開口側の位置で行われる構成とすることができる。
【００１６】
上記アンテナ装置において、前記導体パターンからなる無給電アンテナ素子は、両端が開放されると共に電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／２としたダイポールアンテナ素子で構成することができる。
【００１７】
上記アンテナ装置において、前記スロットからなる給電アンテナ素子は、互いに平行に配置された２つの給電アンテナ素子からなり、前記給電アンテナ素子への給電が、前記スロットの長手方向の略中間位置でそれぞれ行われる構成とすることができる。
【００１８】
上記アンテナ装置において、前記誘電体基板は、一方の面に接地導体が形成され、前記給電アンテナ素子は、前記誘電体基板上に形成された導体パターンからなり、前記無給電アンテナ素子は、前記接地導体内に形成されたスロットからなることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、導体パターンで構成された給電アンテナ素子とスロットで構成された無給電アンテナ素子とを所定の角度を持たせて配置することで、給電アンテナ素子から放射される電波で無給電アンテナ素子を励振でき、無給電アンテナ素子の電気長を変えるだけで、アンテナモジュールの基本構成は変更することなく、アンテナ指向特性を切り替えることができる。従って、アンテナモジュール一体化製品を実装する場合でも、アンテナの指向性に応じてアンテナモジュールの再設計が不要となり、無駄な設計コストを抑制することができる。
【００２０】
上記アンテナ装置において、前記スロットからなる無給電アンテナ素子は、電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／２としたスロットアンテナからなる構成とすることができる。
【００２１】
上記アンテナ装置において、前記スロットからなる無給電アンテナ素子は、電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／４としたハーフスロットアンテナからなる構成とすることができる。
【００２２】
上記アンテナ装置において、前記導体パターンからなる給電アンテナ素子は、電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／４としたモノポールアンテナである構成とすることができる。
【００２３】
上記アンテナ装置において、前記導体パターンからなる給電アンテナ素子は、電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／２としたダイポールアンテナである構成とすることができる。
【００２４】
上記アンテナ装置において、前記導体パターンからなる給電アンテナ素子は、互いに平行に配置された２つの給電アンテナ素子からなり、各給電アンテナ素子への給電が、前記各給電アンテナ素子の略中間位置でそれぞれ行われる構成とすることができる。
【００２５】
また本発明は、上記アンテナ装置において、前記無給電アンテナ素子は、アンテナの指向特性が当該無給電アンテナ素子の電気長を調整することで、前記誘電体基板の基板面に対して垂直方向となる正面指向特性、前記スロットの長手方向で前記誘電体基板の側方となる側方指向特性、又は全方向指向特性のいずれかを選択可能であることを特徴とする。
【００２６】
この構成により、アンテナ共振周波数の波長λとして、無給電アンテナ素子の電気長をλ／２よりも僅かに長くすることで、無給電アンテナ素子を反射器として動作させることができ、反射器として動作する無給電アンテナ素子の指向特性と給電アンテナ素子の指向特性との合成により、前方指向特性を達成できる。また、無給電アンテナ素子の電気長をλ／２よりも僅かに短くすることで、無給電アンテナ素子を導波器として動作させることができ、導波器として動作する無給電アンテナ素子の指向特性と給電アンテナ素子の指向特性との合成により、側方指向特性を達成できる。また、無給電アンテナ素子の電気長をλ／２にすることで、全方向指向特性を達成できる。
【００２７】
また本発明は、上記アンテナ装置において、前記無給電アンテナ素子は、前記接地導体に対して非導体部を介して隔てられた導体パターンからなり、前記導体パターンの一部が所望の指向特性となるようにトリミングされていることを特徴とする。
【００２８】
この構成により、導体パターンの一部をトリミングすることにより、無給電アンテナ素子の電気長を調整することができ、トリミングによって所望の指向特性を選択できる。
【００２９】
また本発明は、上記アンテナ装置において、前記無給電アンテナ素子にインピーダンス可変素子が接続され、前記インピーダンス可変素子のインピーダンス値を電気的に可変させて前記無給電アンテナ素子の電気長を調整することを特徴とする。
【００３０】
この構成により、インピーダンス可変素子のインピーダンス値を電気的に可変させて前記無給電アンテナ素子の電気長を調整することができるので、動的に指向特性を変更することができる。
【００３１】
上記アンテナ装置において、前記給電アンテナ素子と前記無給電アンテナ素子とのなす角度が直角又はその近傍であることが望ましい。これにより、給電アンテナ素子と無給電アンテナ素子の電界方向が略同一方向となり、給電アンテナ素子と無給電アンテナ素子を組み合わせたアレイアンテナが実現される。
【００３２】
上記アンテナ装置において、前記無給電アンテナ素子は、前記給電アンテナ素子の中心点からアンテナ共振周波数の波長の略１／４から略１／２の位置に配置されている。これにより、たとえば、無給電アンテナ素子を給電アンテナ素子の中心点からアンテナ共振周波数の波長の略１／４の位置に配置した場合には、一対の無給電アンテナ素子の間隔がλ／２となり、アレイアンテナとして機能する。
【００３３】
また本発明は、上記アンテナ装置において、前記誘電体基板は方形状をなしており、前記給電アンテナ素子は、方形状をなす前記誘電体基板の一辺に沿って設けられており、前記無給電アンテナ素子は、前記給電アンテナ素子が設けられた一辺に対して垂直な辺に沿って設けられていることを特徴とする。
【００３４】
この構成により、誘電体基板の中央部には大きなスペースを確保でき、その部分に電子回路を構成する電子部品を設置することができる。
【００３５】
上記アンテナ装置において、前記無給電アンテナ素子は、前記導体部が、前記給電アンテナ素子が設けられた一辺に対して垂直な辺に沿って形成された主導体部と、前記主導体部の両端から前記給電アンテナ素子と平行方向に延出した延出部とを有する構成としても良い。
【００３６】
また本発明は、上記アンテナ装置において、前記給電アンテナ素子は、当該給電アンテナ素子の中央から両側に所定距離離れた２箇所にて給電する給電部を有することを特徴とする。
【００３７】
この構成により、電界が集中するスロットの中央部から離れた位置で給電することにより、所要のアンテナ共振周波数に対してスロット長を確保でき、バランスがとれていて強い指向特性を達成することができる。
【００３８】
上記アンテナ装置において、前記誘電体基板の一方の面及び又は他方の面に、電子回路を構成する電気部品が搭載され、前記電子回路は前記給電アンテナに接続されている構成とすることができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、アンテナモジュールの基本構成を変更することなく、アンテナ装置の大型化を防止して、簡単な作業のみでアンテナ指向特性を側方指向特性、前方指向特性又は全方向特性といった具合に切り替えることができ、アンテナモジュールの再設計及び再認証といった負担を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ装置の構成図
【図２】本実施の形態に係るアンテナ装置の指向特性を示す図
【図３】本実施の形態に係るアンテナ装置の共振周波数特性を示す図
【図４】本実施の形態に係るアンテナ装置の指向特性を示す図
【図５】本実施の形態に係るアンテナ装置の指向特性を示す図
【図６】第１の実施の形態に係るアンテナ装置の変形例１の構成図
【図７】第１の実施の形態に係るアンテナ装置の変形例２の構成図
【図８】第１の実施の形態に係るアンテナ装置の変形例３の構成図
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ装置の構成図
【図１０】第２の実施の形態に係るアンテナ装置の変形例１の構成図
【図１１】第２の実施の形態に係るアンテナ装置の変形例２の構成図
【図１２】第２の実施の形態に係るアンテナ装置の変形例３の構成図
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係るアンテナ装置の構成図
【図１４】無給電アンテナ素子の電気長Ｍをλ／２＋αとした場合の指向特性を示す図
【図１５】無給電アンテナ素子の電気長Ｍをλ／２−αとした場合の指向特性を示す図
【図１６】無給電アンテナ素子の電気長Ｍをλ／２とした場合の指向特性を示す図
【図１７】本実施の形態に係るアンテナ装置の共振周波数特性を示す図
【図１８】第３の実施の形態に係るアンテナ装置の変形例の構成図
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００４２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ装置の構成を示す平面図である。図１では、誘電体基板をグランド形成面側から見た状態を示している。図１に示すように、アンテナ装置１は、平面視矩形状の誘電体基板（回路基板）２を備えている。誘電体基板２には、外周縁部を除く主面に銅泊からなるグランドパターン３が形成されている。本実施の形態では誘電体基板２の全体形状は長方形状で構成されているが、正方形状又は実機器に組み込むために周辺機器の形状に合わせたその他の形状でも良い。以下では、誘電体基板２の一方（下側）の長辺を第１の辺部Ｌ１、第１の辺部Ｌ１に隣接する２つの短辺を第２，第３の辺部Ｌ２，Ｌ３、第１の辺部Ｌ１に対向する他方（上側）の長辺を第４の辺部Ｌ４、として説明する。
【００４３】
誘電体基板２の第１の辺部Ｌ１の近傍には、グランドパターン３の下側外縁部を一部残すようにして、当該第１の辺部Ｌ１に沿って平行にスロット４が形成されている。スロット４は、所定幅で帯状に延びる平面視長方形状に形成されると共に、誘電体基板２の第１の辺部Ｌ１の中心から左右方向に同じ長さに形成されている。スロット４には、給電部となる給電ライン５が設けられている。給電ライン５は、２本のライン給電部５ａ，５ｂに分岐されており、２本のライン給電部５ａ，５ｂがスロット４の長手方向の中心を挟んで対称位置にてスロット４の長手方向と直交する方向に架け渡されている。スロット４及び給電ライン６は、スロットアンテナからなる給電アンテナ素子（放射器）６を構成している。この給電アンテナ素子６は、後述する無給電アンテナ素子７、８と電界の方向が略同一方向となるように形成されている。
【００４４】
誘電体基板２の主面において、第２，第３の辺部Ｌ２，Ｌ３の側方外縁部が、グランドパターン３の一部を残すようにして、第２，第３の辺部Ｌ２，Ｌ３に沿って所定幅の銅箔が除去され、銅箔が除去された領域には、グランドパターン３の残余部３ａ，３ｂからなる平面視Ｌ字状の無給電アンテナ素子（放射器）７，８がそれぞれ形成されている。上述したように、これら無給電アンテナ素子７，８は、それぞれ給電アンテナ素子６との電界の方向が略同一方向となるように形成されている。また、無給電アンテナ素子７，８は、電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／４としたモノポールアンテナで構成されている。以下、第２の辺部Ｌ２に沿って銅箔が除去された領域を銅箔除去領域Ａ１と呼び、第３の辺部Ｌ３に沿って銅箔が除去された領域を銅箔除去領域Ａ２と呼ぶ。銅箔除去領域Ａ１側の無給電アンテナ素子７は、隣接するグランドパターン３の第４の辺部Ｌ４側の角部から第４の辺部Ｌ４に沿って第２の辺部Ｌ２側に向かって直線状に形成され、誘電体基板３の角部で第１の辺部Ｌ１側に直角に折り曲げられ、第２の辺部Ｌ２に沿って第１の辺部Ｌ１の近傍までミアンダ形状に形成されている。一方、銅箔除去領域Ａ２に設けられた無給電アンテナ素子８は、隣接するグランドパターン３の第４の辺部Ｌ４側の角部から第４の辺部Ｌ４に沿って第３の辺部Ｌ３側に向かって直線状に形成され、誘電体基板３の角部で第１の辺部Ｌ１側に折り曲げられ、第３の辺部Ｌ３に沿って第１の辺部Ｌ１の近傍までミアンダ形状に形成されている。その結果、誘電体基板２における主に第２の辺部Ｌ２に沿って延在するグランドパターン３の残余部３ａによって、スロット４の長手方向と直交する方向に延在する無給電アンテナ素子７が形成され、同様に主に第３の辺部Ｌ３に沿って延在するグランドパターン３の残余部３ｂによって、スロット４の長手方向と直交する方向に延在する無給電アンテナ素子８が形成されている。無給電アンテナ素子７，８は、スロット４の長手方向の中心位置からアンテナ共振周波数の波長λの略１／４の位置にそれぞれ形成されている。
【００４５】
このようにスロットアンテナからなる給電アンテナ素子６とモノポールアンテナからなる無給電アンテナ素子７及び８とが、互いの電界方向が略同一方向となるように方形状をなす誘電体基板２の外周縁部に沿って形成されている。そして、これら３本のアンテナ素子６，７，８で囲まれた誘電体基板２上のアンテナ素子形成面における基板中央部（領域）及び誘電体基板２の裏面における当該基板中央部に対応する領域には、電子回路を構成する電気部品が実装可能に構成されている。これにより、誘電体基板２中央の大きなスペースにアンテナモジュールを構成する電子回路を実装することができ、アンテナ装置全体を小型化することができる。
【００４６】
また、給電アンテナ素子６を構成するスロット４と、無給電アンテナ素子７，８を構成する導体パターン（導体部）とは直交している。給電アンテナ素子６は、給電によって生じる表面電流の向きがスロット４の長手方向（Ｙ方向）となり、放射電界方向はスロット４の長手方向と直交する方向（Ｘ方向）となる。一方、無給電アンテナ素子７，８は、主に第２，第３の辺部Ｌ２，Ｌ３と平行なＸ方向に延びるモノポールアンテナを構成しており、励振時に生じる電流の向きがＸ方向となり、電界方向もＸ方向となる。このため、給電アンテナ素子６と、無給電アンテナ素子７，８とは、励振時の電界方向が略同一方向となるので、給電アンテナ素子６と無給電アンテナ素子７，８とが励振時の放射電界位相関係で互いの電界をＺ方向では合成して放射され、Ｙ方向では打ち消す関係で放射を抑えられ、直交配置された給電スロットアンテナと無給電モノポールアンテナ素子でアレイアンテナを構成することができる。
【００４７】
一対の無給電アンテナ素子７，８は、スロット４の中心位置からそれぞれ略λ／８〜λ／４だけ離れている。無給電アンテナ素子７，８では、λ／４〜λ／２離れていて、アレイアンテナとして機能する。上記した通り、給電アンテナ素子６と無給電アンテナ素子７，８の電界方向は略同一方向であるので、モノポールアンテナからなる一対の無給電アンテナ素子７，８と、スロットアンテナからなる給電アンテナ素子６とでアレイアンテナを構成することができる。
【００４８】
次に、以上のように構成されたアンテナ装置１の指向特性について説明する。
スロットアンテナで構成される給電アンテナ素子６は、スロット４の中心を挟んで左右の対称位置に架け渡された２本のライン給電部５ａ，５ｂによって給電される構成としている。これにより、相対的に電界の強いスロット中央部から外れた位置に給電ラインを配置するので、電界の強いスロット中央部に給電ラインを配置する構成に比べて、スロット長を確保して指向特性を強くすることができる。ただし、スロットアンテナとして機能させるのであれば、給電箇所は１か所でもよい。
【００４９】
スロットアンテナは、原則としてスロット中心位置で電界が最大で磁界が最小となり、スロット端部位置で電界が最小で磁界が最大となる。スロットアンテナにおいてスロット中央部は電界が集中している。スロットアンテナを共振回路とみなせば、電界が集中している場所に給電ラインを配置することで共振周波数が低下することを意味する。共振回路（スロットアンテナ）の共振周波数を維持するのであれば、スロット長を短くしなければならない。ところが、スロットアンテナのスロット長を短縮すると、スロット両端での位相差が小さくなり指向特性が劣化する。そこで、図１に示すように、電界が集中しているスロット中央部を避けて、スロット中央部に比べて電界集中が少ないスロット中央部から離間した位置にライン給電部５ａ，５ｂを配置することとした。これにより、アンテナに要求される共振周波数を達成しつつ、充分なスロット長を維持することができ、指向特性の強いアンテナを実現できる。また、一対のライン給電部５ａ，５ｂは、スロット中央部から離間した対称位置に配置されているので、指向特性も対称にすることができる。
【００５０】
一方、無給電アンテナ素子７，８は、電気長Ｍがλ／４に設定されている。無給電アンテナ素子７，８は電気長Ｍが略λ／４の時に共振周波数ｆ０に対して最も効率よく励振されるが、無給電アンテナ素子７，８が共振周波数ｆ０に対してアンテナとして機能する程度に励振する範囲を、λ／４を基準としたその近傍（±α）に設定してもよい。なお、無給電アンテナ素子７、８の電気長Ｍは、導体パターン（導体部）の物理長だけでなく、周辺環境にも影響される。
【００５１】
無給電アンテナ素子７，８の製造段階では、電気長Ｍがλ／４＋αとなるように設定し、用途に応じて求められる指向特性に応じて、所望の指向特性を実現する電気長となるように調整することが可能である。無給電アンテナ素子７，８の電気長は、無給電アンテナ素子７，８を構成するグランドパターン３の自由端部側をトリミングすることにより調整できる。
【００５２】
また、無給電アンテナ素子７，８は、無給電アンテナ素子７，８の電気長Ｍがλ／４よりも長ければ（λ／４＋α）、反射器として機能する。図１において、基板右端に位置する無給電アンテナ素子７が反射器として機能する場合、給電アンテナ素子６から放射され基板中央側から入射する電波を基板中央側へ反射させる。また、基板左端に位置する無給電アンテナ素子８が反射器として機能する場合、給電アンテナ素子６から放射される基板中央側から入射する電波を基板中央側へ反射させる。その結果、基板左右方向から基板中央方向に向けて反射された電波と、無給電アンテナ素子７，８から放射される電波と、給電アンテナ素子６からの放射電波とが合成され、基板面に対して垂直となる前方方向（図１に示すＺ方向）に合成された電波が放射される前方指向特性となる。
【００５３】
図２は、無給電アンテナ素子７，８の電気長ＭをＭ＝λ／４＋αとした場合の、アンテナ装置１の指向特性を示している。同図（ａ）はアンテナ指向特性の３次元空間における指向特性、同図（ｂ）はＹ−Ｚ平面における指向特性、同図（ｃ）はＸ−Ｚ平面における指向特性、同図（ｄ）はＸ−Ｙ平面における指向特性を示している。図２（ａ）（ｂ）に示すように、無給電アンテナ素子７，８の電気長Ｍ＝λ／４＋αとした場合、基板面と垂直なＺ方向への指向特性が強く出ており、前方指向特性となっていることがわかる。
【００５４】
図３は、アンテナ装置１の指向特性を前方指向特性に設定した場合の、共振特性を示す図である。アンテナ装置１の共振周波数である共振ポイントは２．４５ＧＨｚが現われており、無給電アンテナ素子７，８が反射器として動作していることが判る。
【００５５】
一方、無給電アンテナ素子７，８は、電気長Ｍがλ／４よりも小さければ（Ｍ＝λ／４−α）、導波器として機能する。図１において、基板右端に位置する無給電アンテナ素子７が導波器として機能する場合、給電アンテナ素子６から放射され基板中央側から入射する電波で励振して基板右側方向へ電波を放射する。また、基板左端に位置する無給電アンテナ素子８が導波器として機能する場合、給電アンテナ素子６から放射され基板中央側から入射する電波で励振して基板左側方向へ電波を放射する。その結果、基板左右方向の端部に設けられた無給電アンテナ素子７，８から基板側方（左方向及び右方向）へ放射される側方指向特性となる。
【００５６】
図４は、無給電アンテナ素子７，８の電気長をＭ＝λ／４−αとした場合の、アンテナ装置１の指向特性を示している。同図（ａ）はアンテナ指向特性の３次元空間における指向特性、同図（ｂ）はＹ−Ｚ平面における指向特性、同図（ｃ）はＸ−Ｚ平面における指向特性、同図（ｄ）はＸ−Ｙ平面における指向特性を示している。図４（ａ）（ｂ）に示すように、無給電アンテナ素子７，８の電気長Ｍ＝λ／４−αとした場合、基板側方となるＹ方向への指向特性が強く出ており、側方指向特性となっていることがわかる。
【００５７】
また、無給電アンテナ素子７，８は、電気長Ｍがλ／４である場合、反射器及び導波器として機能しないで、ほぼ全方向の指向特性となる。したがって、無給電アンテナ素子７，８から全方向に放射される電波と、給電アンテナ素子６から放射される電波とが合成され、Ｚ−Ｙ平面の全方向に合成された電波が放射される全方向指向特性となる。
【００５８】
図５は、無給電アンテナ素子７，８の電気長をＭ＝λ／４とした場合の、アンテナ装置１の指向特性を示している。同図（ａ）はアンテナ指向特性の３次元空間における指向特性、同図（ｂ）はＹ−Ｚ平面における指向特性、同図（ｃ）はＸ−Ｚ平面における指向特性、同図（ｄ）はＸ−Ｙ平面における指向特性を示している。図５（ａ）（ｂ）に示すように、無給電アンテナ素子７，８の電気長Ｍ＝λ／４とした場合、Ｚ−Ｙ平面の全方向に合成された電波が均等に放射される全方指向特性となっていることがわかる。
【００５９】
このように、本実施の形態によれば、給電型のスロット４からなる給電スロットアンテナと無給電型のグランドパターン３からなる無給電アンテナといった異なる種類のアンテナ素子の電界方向が同一方向になるように設けてアレーアンテナを構成し、アンテナ形成面におけるこれらアンテナ素子で囲まれた領域又はその裏面における当該領域に対応する領域に電子回路を実装することができるようにした。本実施の形態では、スロット４からなる給電アンテナ素子６を誘電体基板２の第１の辺部ＬＩに沿って設け、グランドパターン３からなる無給電アンテナ素子７，８を給電アンテナ素子６との電界方向が略同一方向となるように、第１の辺部Ｌ１に隣接する第２の辺部Ｌ２及び第３の辺部Ｌ３に沿って設けている。これにより、これら複数のアンテナ素子６，７，８に囲まれた誘電体基板２の中央部にアンテナモジュールを構成する電子回路を実装することができるので、アンテナ装置全体を小型化し、高性能指向性アレーアンテナを実現することができる。
【００６０】
なお、本実施の形態では、放射器を種類の異なるアンテナ素子の組み合わせた構成（スロット４からなる給電アンテナ素子（給電スロットアンテナ）６及び導体パターンからなる無給電アンテナ素子（無給電モノポールアンテナ）７，８）としたが、この構成に限定されるものではない。例えば、放射器を、給電スロットアンテナのみや、給電ダイポールアンテナ及び無給電スロットアンテナ、無給電ダイポールアンテナで構成してもよい。
【００６１】
（変形例１）
次に、第１の実施の形態に係るアンテナ装置の変形例について説明する。図６は、変形例１に係るアンテナ装置の構成を示す平面図である。図６に示すように、変形例１に係るアンテナ装置１０は、上記図１に示すアンテナ装置１と比べて、グランドパターン３の残余部からなる無給電アンテナ素子がダイポールアンテナで構成されている点のみ相違している。
【００６２】
図６に示すように、銅箔除去領域Ａ１側の無給電アンテナ素子１１は、所定幅の帯状に形成され、第２の辺部Ｌ２に沿って直線状に形成されている。同様に、銅箔除去領域Ａ２側の無給電アンテナ素子１２は、所定幅の帯状に形成され、第３の辺部Ｌ３に沿って直線状に形成されている。すなわち、誘電体基板２における第２の辺部Ｌ２に沿って延在するグランドパターン３の残余部３ｃによって、スロット４の長手方向と直交する方向に延在する無給電アンテナ素子１１が形成され、同様に第３の辺部Ｌ３に沿って延在するグランドパターン３の残余部３ｄによって、スロット４の長手方向と直交する方向に延在する無給電アンテナ素子１２が形成されている。これら無給電アンテナ素子１１，１２は、給電アンテナ素子６との電界の方向が略同一方向となるように形成されている。また、無給電素子１１，１２は、それぞれ両端部が開放され、電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／２としたダイポールアンテナとして構成されている。これにより、複数のアンテナ素子６，１１，１２に囲まれた誘電体基板２の中央部にアンテナモジュールを構成する電子回路を実装することができるので、アンテナ装置全体を小型化し、高性能指向性アレーアンテナを実現することができる。
【００６３】
（変形例２）
図７は、変形例２に係るアンテナ装置の構成を示す平面図である。図７に示すように、変形例２に係るアンテナ装置２０は、上記図６に示すアンテナ装置１０と比べて、スロットからなる２つの給電アンテナ素子から構成されている点のみ相違している。
【００６４】
図７に示すように、誘電体基板２の第１の辺部Ｌ１の近傍には、グランドパターン３の下側外縁部を一部残すようにして、当該第１の辺部Ｌ１に沿って平行にスロット２１が形成され、第４の辺部Ｌ４の近傍には、グランドパターン３の上側外縁部を一部残すようにして、当該第４辺の辺部Ｌ４に沿って平行にスロット２２が形成されている。すなわち、スロット２１とスロット２２とが対向して、グランドパターン３の第１の辺部Ｌ１及び第４の辺部Ｌ４近傍に形成されている。スロット２１及び２２は、所定幅で帯状に延びる平面視長方形状に形成されると共に、誘電体基板２の第１の辺部Ｌ１及び第４の辺部Ｌ４の中心から左右方向に同じ長さに形成されている。スロット２１及び２２には、給電部となる給電ライン２３が設けられており、給電ライン２３のライン給電部２３ａ及び２３ｂは、スロット２１及び２２の長手方向の略中間位置にてスロット２１及び２２の長手方向と直交する方向に架け渡されている。スロット２１及び給電ライン２３は、スロットアンテナからなる給電アンテナ素子２４を構成し、スロット２２及び給電ライン２３が、スロットアンテナからなる給電アンテナ素子２５を構成している。これら給電アンテナ素子２４，２５は、無給電アンテナ素子１１，１２との電界の方向が略同一方向となるように形成されている。これにより、複数のアンテナ素子１１，１２，２４，２５に囲まれた誘電体基板２の中央部にアンテナモジュールを構成する電子回路を実装することができるので、アンテナ装置全体を小型化し、高性能指向性アレーアンテナを実現することができる。
【００６５】
（変形例３）
図８は、変形例３に係るアンテナ装置の構成を示す平面図である。図８に示すように、変形例３に係るアンテナ装置３０は、ハーフスロット３１で構成された給電アンテナ素子３２と、グランドパターン３の残余部３ｅ，３ｆで構成された２つの無給電アンテナ素子３３，３４とを備えている。
【００６６】
誘電体基板２の主面において、銅箔除去領域Ａ１側の無給電アンテナ素子３３は、隣接するグランドパターン３の第４の辺部Ｌ４側の角部から第４の辺部Ｌ４に沿って第２の辺部Ｌ２側に向かって直線状に形成され、誘電体基板３の角部で第１の辺部Ｌ１側に直角に折り曲げられ、第２の辺部Ｌ２に沿って第１の辺部Ｌ１の近傍までストレート形状に形成されている。一方、銅箔除去領域Ａ２に設けられた無給電アンテナ素子３４は、隣接するグランドパターン３の第４の辺部Ｌ４側の角部から第４の辺部Ｌ４に沿って第３の辺部Ｌ３側に向かって直線状に形成され、誘電体基板３の角部で第１の辺部Ｌ１側に折り曲げられ、第３の辺部Ｌ３に沿って第１の辺部Ｌ１の近傍までストレート形状に形成されている。なお、無給電アンテナ素子３３，３４のストレート形状部分は、図１に示す無給電アンテナ素子７，８と同様にミアンダ形状で形成してもよい。無給電アンテナ素子３３，３４は、電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／４としたモノポールアンテナを構成している。
【００６７】
誘電体基板２の第１の辺部Ｌ１の近傍は、グランドパターン３の下側外縁部を一部残すようにして銅箔が除去されている。そして、この銅箔が除去された領域には、当該第１の辺部Ｌ１に沿って平行に、グランドパターン３の残余部３ｇの一端部側（第３の辺部Ｌ３側）が開口したハーフスロット３１が形成されている。ハーフスロット３１には、給電部となる給電ライン３５が設けられ、開口側位置にて、給電ライン３５がハーフスロット３１の長手方向と直交する方向に架け渡されている。ハーフスロット３１及び給電ライン３５は、ハーフスロットアンテナからなる給電アンテナ素子３２を構成している。この給電アンテナ素子３２は、無給電アンテナ素子３３及び３４との電界の方向が略同一方向となるように形成されている。これにより、複数のアンテナ素子３１，３３，３４に囲まれた誘電体基板２の中央部にアンテナモジュールを構成する電子回路を実装することができるので、アンテナ装置全体を小型化し、高性能指向性アレーアンテナを実現することができる。
【００６８】
（第２の実施の形態）
上記第１の実施の形態に係るアンテナ装置は、スロットで給電アンテナ素子を構成し、導体パターンで無給電アンテナ素子を構成した。第２の実施の形態に係るアンテナ装置は、導体パターンで給電アンテナ素子を構成し、スロットで無給電アンテナ素子を構成するものである。
【００６９】
図９は、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ装置の構成を示す平面図である。図９に示すアンテナ装置４０の誘電体基板２には、誘電体基板２の外周縁部及び第１の辺部Ｌ１近傍の下側外縁部の一部を除く主面に銅泊からなるグランドパターン３が形成されている。以下、第１の辺部Ｌ１に沿って銅箔が除去された領域を銅箔除去領域Ａ３と呼ぶ。
【００７０】
グランドパターン３の本体部の第２の辺部Ｌ２の近傍には、グランドパターン３の外縁部を一部残すようにして、当該第２の辺部Ｌ２に沿って平行にスロット４１が形成されている。また、グランドパターン３の本体部の第３の辺部Ｌ３の近傍には、グランドパターン３の外縁部を一部残すようにして、当該第３の辺部Ｌ３に沿って平行にスロット４２が形成されている。すなわち、スロット４１とスロット４２とが対向して、グランドパターン３の第２の辺部Ｌ２及び第３の辺部Ｌ３近傍に形成されている。スロット４１及び４２は、所定幅で帯状に延びる平面視長方形状に形成され、スロット４１及び４２により無給電アンテナ素子４３及び４４が構成されている。無給電アンテナ素子４３及び４４は、電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／２としたスロットアンテナを構成している。
【００７１】
誘電体基板２上の銅箔除去領域Ａ３には、グランドパターン３の２つの残余部３ｈ，３ｉからなる給電アンテナ素子４５が、第１の辺部Ｌ１に沿って一列に形成されている。グランドパターン３の一方の残余部３ｈは、所定幅の帯状に形成され、第１の辺部Ｌ１の略中間位置から第２の辺部Ｌ２に向かって直線状に形成されている。一方、グランドパターン３の他方の残余部３ｉは、所定幅の帯状に形成され、第１の辺部Ｌ１の略中間位置から第３の辺部Ｌ３に向かって直線状に形成されている。グランドパターン３の残余部３ｈ，３ｉ同士が対向する端部（中央側端部）には、給電部となる給電ライン４６が設けられている。給電ライン４６は、２本のライン給電部４６ａ，４６ｂに分岐されており、２本のライン給電部４６ａ，４６ｂが、グランドパターン３の残余部３ｈ，３ｉ同士の対向する端部側位置にて、グランドパターン３の残余部３ｈ，３ｉの長手方向と直交する方向に架け渡されている。給電ライン４６及び給電アンテナ素子４５は、電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／２としたダイポールアンテナを構成している。この給電アンテナ素子４５は、無給電アンテナ素子４３，４４との電界の方向が略同一方向となるように形成されている。これにより、複数のアンテナ素子４３、４４、４５に囲まれた誘電体基板２の中央部にアンテナモジュールを構成する電子回路を実装することができるので、アンテナ装置全体を小型化し、高性能指向性アレーアンテナを実現することができる。
【００７２】
（変形例１）
次に、第２の実施の形態に係るアンテナ装置の変形例について説明する。図１０は、変形例１に係るアンテナ装置の構成を示す平面図である。図１０に示すように、変形例１に係るアンテナ装置５０は、上記図９に示すアンテナ装置４０と比べて、グランドパターン３の残余部３ｊからなる給電アンテナ素子５１がポノポールアンテナで構成されている点のみ相違している。
【００７３】
図１０に示すように、銅箔除去領域Ａ３側の給電アンテナ素子５１は、所定幅の帯状に形成され、第１の辺部Ｌ１に沿って直線状に形成されている。給電アンテナ素子５１は、誘電体基板２の第１の辺部Ｌ１の略中心から左右方向に同じ長さに形成されている。給電アンテナ素子５１の一端部には、給電ライン５２が設けられている。給電ライン５２のライン給電部５２ａは、給電アンテナ素子５１の一端部側位置にて、給電アンテナ素子５１の長手方向と直交する方向に架け渡されている。給電ライン５２及び給電アンテナ素子５１は、電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／４としたモノポールアンテナを構成している。この給電アンテナ素子５１は、無給電アンテナ素子４３，４４との電界の方向が略同一方向となるように形成されている。これにより、複数のアンテナ素子４３，４４，５１に囲まれた誘電体基板２の中央部にアンテナモジュールを構成する電子回路を実装することができるので、アンテナ装置全体を小型化し、高性能指向性アレーアンテナを実現することができる。
（変形例２）
図１１は、変形例２に係るアンテナ装置の構成を示す平面図である。図１１に示すように、変形例２に係るアンテナ装置６０は、上記図１０に示すアンテナ装置５０と比べて、無給電アンテナ素子の一端側が開口したハーフスロットアンテナで構成されている点のみ相違している。
【００７４】
図１１に示すように、グランドパターン３の本体部の第２の辺部Ｌ２の近傍には、グランドパターン３の外縁部を一部残すようにして、銅箔除去領域Ａ３側が開口したハーフスロット６１からなる無給電アンテナ素子６２が、第２の辺部Ｌ２に沿って平行に形成されている。また、グランドパターン３の本体部の第３の辺部Ｌ３の近傍には、グランドパターン３の外縁部を一部残すようにして、銅箔除去領域Ａ３側が開口したハーフスロット６３からなる無給電アンテナ素子６４が、第３の辺部Ｌ３に沿って平行に形成されている。無給電アンテナ素子６２及び６４は、電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／４としたハーフスロットアンテナを構成している。これら無給電アンテナ素子６２及び６４は、給電アンテナ素子５１との電界の方向が略同一方向となるように形成されている。これにより、複数のアンテナ素子５１，６２，６４に囲まれた誘電体基板２の中央部にアンテナモジュールを構成する電子回路を実装することができるので、アンテナ装置全体を小型化し、高性能指向性アレーアンテナを実現することができる。
【００７５】
（変形例３）
図１２は、変形例３に係るアンテナ装置の構成を示す平面図である。図１２に示すように、変形例３に係るアンテナ装置７０は、上記図９に示すアンテナ装置４０と比べて、給電アンテナ素子の構成のみ相違している。
【００７６】
図１２に示すアンテナ装置７０の誘電体基板２には、誘電体基板２の外周縁部、第１の辺部Ｌ１近傍の下側外縁部の一部及び第４の辺部Ｌ４近傍の上側外縁部の一部を除く主面に銅泊からなるグランドパターン３が形成されている。グランドパターン３の本体部を挟んで、誘電体基板２の下側外縁部の銅箔除去領域Ａ３及び上側外縁部の銅箔除去領域Ａ４には、それぞれグランドパターン３の残余部からなる２つの給電アンテナ素子７１，７２が平行に形成されている。
【００７７】
誘電体基板２上の銅箔除去領域Ａ３には、グランドパターン３の２つの残余部３ｋ，３ｌからなる給電アンテナ素子７１が、残余部３ｋ，３Ｌの対向する端部間に所定間隔を設けて、第１の辺部Ｌ１に沿って一列になるように形成されている。グランドパターン３の一方の残余部３ｋは、所定幅の帯状に形成され、第１の辺部Ｌ１の略中間位置から第２の辺部Ｌ２に向かって直線状に形成されている。一方、グランドパターン３の他方の残余部３ｌは、所定幅の帯状に形成され、第１の辺部Ｌ１の略中間位置から第３の辺部Ｌ３に向かって直線状に形成されている。グランドパターン３の他方の残余部３ｌの端部（残余部３ｋと対向する端部側）には、給電部となる給電ライン７３が設けられている。給電ライン７３は、２本のライン給電部７３ａ，７３ｂに分岐されており、一方のライン給電部７３ａが、グランドパターン３の残余部３ｌの端部側位置（残余部３ｋと対向する側）にて、残余部３ｌの長手方向と直交する方向に架け渡されている。すなわち、給電アンテナ素子７１への給電が、所定の間隔を設けて一列に並ぶ２つの残余部３ｋ，３ｌからなる給電アンテナ素子７１の略中間位置で行われるように構成されている。また、給電ライン７３が設けられていない一方の残余部３ｋの端部は、グランドパターン３の本体部に接続されている。この給電ライン７３及び給電アンテナ素子７１は、電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／２としたダイポールアンテナを構成している。
【００７８】
一方、誘電体基板２上の銅箔除去領域Ａ４には、グランドパターン３の２つの残余部３ｍ，３ｎからなる給電アンテナ素子７３が、残余部３ｍ，３ｎの対向する端部間に所定間隔を設けて、第４の辺部Ｌ４に沿って一列になるように形成されている。グランドパターン３の一方の残余部３ｍは、所定幅の帯状に形成され、第４の辺部Ｌ４の略中間位置から第２の辺部Ｌ２に向かって直線状に形成されている。一方、グランドパターン３の他方の残余部３ｎは、所定幅の帯状に形成され、第４の辺部Ｌ４の略中間位置から第３の辺部Ｌ３に向かって直線状に形成されている。グランドパターン３の他方の残余部３ｎの端部（残余部３ｍと対向する端部側）には、給電部となる給電ライン７３が設けられている。給電ライン７３は、２本のライン給電部７３ａ，７３ｂに分岐されており、他方のライン給電部７３ｂが、グランドパターン３の残余部３ｎの端部側位置（残余部３ｍに対向する側）にて、残余部３ｎの長手方向と直交する方向に架け渡されている。すなわち、給電アンテナ素子７３への給電が、所定の間隔を設けて一列に並ぶ２つの残余部３ｍ，３ｎからなる給電アンテナ素子７２の略中間位置で行われるように構成されている。また、給電ライン７３が設けられていない他方の残余部３ｍの端部は、グランドパターン３の本体部に接続されている。この給電ライン７３及び給電アンテナ素子７２は、電気長をアンテナ共振周波数の波長の略１／２としたダイポールアンテナを構成している。
【００７９】
そして、これら２つの給電アンテナ素子７１及び７２は、無給電アンテナ素子４３，４４との電界の方向が略同一方向となるようにそれぞれ形成されている。これにより、複数のアンテナ素子４３，４４，７１，７２に囲まれた誘電体基板２の中央部にアンテナモジュールを構成する電子回路を実装することができるので、アンテナ装置全体を小型化し、高性能指向性アレーアンテナを実現することができる。
【００８０】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係るアンテナ装置は、方形状をなす誘電体基板の第１の辺部（Ｌ１）に沿って形成されたスロットアンテナからなる給電アンテナ素子と、主要部が第１の辺部（Ｌ１）の左右に隣接する第２、第３の辺部（Ｌ２，Ｌ３）に沿って形成された導体部からなる無給電アンテナ素子とを備え、無給電アンテナ素子の電気長を調整することにより、アンテナ指向特性を誘電体基板の側方に向いた側方指向特性、誘電体基板の基板面に対し垂直方向に向いた前方指向特性又は全方向特性といった具合に切り替えることができるように構成したものである。
【００８１】
図１３（ａ）（ｂ）は本発明の一実施の形態に係るアンテナ装置の構成図であり、同図（ａ）はアンテナ装置をグランド形成面側から見た斜視図、同図（ｂ）はアンテナ装置をグランド形成面側から見た平面図である。同図に示すように、本実施の形態に係るアンテナ装置８０は、長方形状をなす誘電体基板２の外周縁部を除いた主面全体に銅箔からなるグランドパターン３が形成されている。図１３には誘電体基板２の全面を完全にグランドパターン３で覆うのでは無く、誘電体基板２の外周縁部を僅かに露出させるように、グランドパターン３を形成している。誘電体基板２の全体形状は、長方形状だけでなく正方形でも良いが、説明の便宜上、図１３において誘電体基板２の下側の長辺を第１の辺部Ｌ１、第１の辺部Ｌ１に隣接する２つの短辺を第２、第３の辺部Ｌ２，Ｌ３と呼ぶこととする。また、第２、第３の辺部Ｌ２，Ｌ３と隣接する残りの長辺を第４の辺部Ｌ４と呼ぶ。
【００８２】
誘電体基板２の第１の辺部Ｌ１の近傍には、グランドパターン３の下側外縁部を一部残すようにして、該第１の辺部Ｌ１に沿って並行にスロット４が形成されている。スロット４は、所定幅で帯状に伸びる長方形状をなしており、誘電体基板２の第１の辺部Ｌ１の中心から左右方向に同じ長さに形成されている。スロット４の左右の端部と第２、第３の辺部Ｌ２，Ｌ３との間には所定スペースがそれぞれ形成されている。スロット４には給電部となる給電ライン５が設けられている。給電ライン５は２本のライン給電部５ａ，５ｂに分岐されており、２本のライン給電部５ａ，５ｂがスロット４の長手方向の中心を挟んで対称位置にてスロット４の長手方向と直交する方向に架け渡されている。スロット４及び給電ライン５でスロットアンテナからなる給電アンテナ素子６を構成している。
【００８３】
誘電体基板２の主面において、第２、第３の辺部Ｌ２，Ｌ３の近傍には、グランドパターン３の側方外縁部を一部残すようにして、第２、第３の辺部Ｌ２，Ｌ３に沿って所定幅で銅箔が除去されている。さらに、銅箔が除去された領域は対向する第１、第４の辺部Ｌ１，Ｌ４の手前で第１、第４の辺部Ｌ１，Ｌ４の中心部方向に向けて直角に曲げられており、ここからグランドパターン３の下側外縁部（第１の辺部Ｌ１）及び上側外縁部（第４の辺部Ｌ４）を一部残すようにして、第１、第４の辺部Ｌ１，Ｌ４の中心部方向へ向けて所定距離まで進んでいる。主に第２及び第３の辺部Ｌ２、Ｌ３に沿って銅箔が除去されているが、第２の辺部Ｌ２側で銅箔が除去されている領域を銅箔除去領域Ａ２、第３の辺部Ｌ３側で銅箔が除去されている領域を銅箔除去領域Ａ２と呼ぶ。グランドパターン３の本体部分とグランドパターン３外縁部の残余部とを完全に切断するように、銅箔除去領域Ａ２，Ａ３の両端部が対応する第１及び第４の辺部Ｌ１，Ｌ４側に直角に曲げられてグランドパターン３の外縁部まで除去している。その結果、誘電体基板２における第２の辺部Ｌ２に沿って延在するグランドパターン３の残余部によって、スロット４の長手方向と直交する方向に延在する無給電アンテナ素子８１が形成され、同様に第３の辺部Ｌ３に沿って延在するグランドパターン３の残余部によって、スロット４の長手方向と直交する方向に延在する無給電アンテナ素子８２が形成されている。無給電アンテナ素子８１，８２は、スロット４の長手方向の中心位置からアンテナ共振周波数の波長λの略１／４の位置にそれぞれ形成されている。
【００８４】
スロットアンテナからなる給電アンテナ素子６及びダイポールアンテナからなる無給電アンテナ素子８１，８２が方形状をなす誘電体基板２の外周縁部に沿って形成されており、それら３本のアンテナ素子で囲まれた基板中央部に電子回路を構成する電気部品が実装される。また、必要に応じて誘電体基板２の裏面側に電子回路を構成する電気部品が実装される。
【００８５】
以上のように、給電アンテナ素子６を構成するスロット４と、無給電アンテナ素子８１，８２を構成する導体部（第２及び第３の辺部Ｌ２、Ｌ３に沿ったグランドパターン３外縁部の残余部）とは直交している。給電アンテナ素子６は給電によって生じる電流の向きがスロット４の長手方向（Ｙ方向）となり、電界方向はスロット４の長手方向と直交する方向（Ｘ方向）となる。一方、無給電アンテナ素子８１，８２は、第２、第３の辺部Ｌ２，Ｌ３と平行なＸ方向に伸びるダイポールアンテナを構成しており、励振時に生じる電流の向きがＸ方向となり、電界方向もＸ方向となる。このため、給電アンテナ素子６と無給電アンテナ素子８１，８２とは、励振時の電界方向が略同一方向となるので、給電アンテナ素子６と無給電アンテナ素子８１，８２とが互いの電界を打ち消すことなく放射され、直交関係にあるアンテナ素子でアレイアンテナを構成することができる。
【００８６】
一対の無給電アンテナ素子８１，８２は、スロット４の中心位置からそれぞれ略λ／４だけ離れている。無給電アンテナ素子８１，８２間ではλ／２離れていて、アレイアンテナとして機能する。上記した通り、給電アンテナ素子６と無給電アンテナ素子８１，８２の電界方向は同一方であるので、ダイポールアンテナからなる一対の無給電アンテナ素子８１，８２と、スロットアンテナからなる給電アンテナ素子６とでアレイアンテナを構成することができる。種類の異なるアンテナ素子の組み合わせ（無給電ダイポールアンテナ＋給電スロットアンテナ）でアレイアンテナを構成しているということもできる。後述するように、給電ダイポールアンテナ＋給電スロットアンテナでアレイアンテナを構成することもできる。
【００８７】
次に、以上のように構成されたアンテナ装置８０の指向特性について説明する。
スロットアンテナで構成される給電アンテナ素子６は、スロット中心を挟んで左右の対称位置に架け渡された２本のライン給電部５ａ，５ｂによって給電される構成としている。これにより、相対的に電界の強いスロット中央部から外れた位置に給電ラインを配置するので、電界の強いスロット中央部に給電ラインを配置する構成に比べて、スロット長を確保して指向特性を強くすることができる。ただし、スロットアンテナとして機能させるのであれば、給電箇所は１か所でも良い。
【００８８】
スロットアンテナは、原則としてスロット中心位置で電界が最大で磁界が最小となり、スロット端部位置で電界が最小で磁界が最大となる。スロットアンテナにおいてスロット中央部は電界が集中している。スロットアンテナを共振回路とみなせば、電界が集中している場所に給電ラインを配置することで共振周波数が低下することを意味する。共振回路（スロットアンテナ）の共振周波数を維持するのであれば、スロット長を短くしなければならない。ところが、スロットアンテナのスロット長を短縮すると、スロット両端での位相差が小さくなり指向特性が劣化する。そこで、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、電界が集中しているスロット中央部を避けて、スロット中央部に比べて電界集中が少ないスロット中央部から離間した位置に給電ライン５ａ，５ｂを配置することとした。これにより、アンテナに要求される共振周波数を達成しつつ、十分なスロット長を維持することができ、指向性が強いアンテナを実現できる。また、一対の給電ライン５ａ，５ｂはスロット中央部から離間した対称位置に配置されているので、指向特性も対称にすることができる。
【００８９】
一方、無給電アンテナ素子８１，８２は、電気長Ｍがλ／２を基準としたその近傍（±α）に設定されている。無給電アンテナ素子８１，８２は電気長Ｍが略λ／２の時に共振周波数ｆ０に対して最も効率よく励振するが、無給電アンテナ素子８１，８２が共振周波数ｆ０に対してアンテナとして機能する程度に励振する範囲を、λ／２を基準としたその近傍（±α）としている。なお、無給電アンテナ素子８１，８２の電気長Ｍはグランドパターン３外縁部の残余部からなる導体部の物理長だけでなく、周辺環境にも影響される。
【００９０】
無給電アンテナ素子８１，８２の製造段階では、電気長ＭがＭ＝λ／２＋αとなるように設定し、用途に応じて求められる指向特性に応じて、所望の指向特性を実現する電気長となるように調整しても良い。無給電アンテナ素子８１，８２の電気長は、無給電アンテナ素子８１，８２を構成する導体部（第２及び第３の辺部Ｌ２、Ｌ３に沿ったグランドパターン３外縁部の残余部）の一端部であるトリミング部８３，８４をトリミングすることにより調整できる。無給電アンテナ素子８１，８２のトリミングはグランドパターン３の残余部である銅箔を所定量だけ剥離除去又は追加貼付することで容易に達成される。
【００９１】
無給電アンテナ素子８１，８２は、無給電アンテナ素子８１，８２の電気長Ｍがλ／２よりも長ければ（Ｍ＝λ／２＋α）、反射器として機能する。図１３（ｂ）において、基板右端に位置する無給電アンテナ素子８１が反射器として機能する場合、給電アンテナ素子６から放射され基板中央側から入射する電波を基板中央側へ反射させる。また、基板左端に位置する無給電アンテナ素子８２が反射器として機能する場合、給電アンテナ素子６から放射され基板中央側から入射する電波を基板中央側へ反射させる。その結果、基板左右方向から基板中央方向に向けて反射された電波と、給電アンテナ素子６から放射される電波とが合成され、基板面に対して垂直となる前方方向（図１３（ａ）に示すＺ方向）に合成された電波が放射される前方指向特性となる。
【００９２】
図１４は無給電アンテナ素子８１，８２の電気長ＭをＭ＝λ／２＋αとした場合の、アンテナ装置８０の指向特性を示している。同図（ａ）はアンテナ指向特性の３次元空間における指向特性、同図（ｂ）はＹ-Ｚ平面における指向特性、同図（ｃ）はＸ-Ｚ平面における指向特性、同図（ｄ）はＸ-Ｙ平面における指向特性を示している。図１４（ａ）（ｂ）に示すように、無給電アンテナ素子８１，８２の電気長ＭをＭ＝λ／２＋αとした場合、基板面と垂直なＺ方向の指向特性が強く出ており、前方指向特性となっていることが判る。
【００９３】
一方、無給電アンテナ素子８１，８２は、電気長Ｍがλ／２よりも小さければ（Ｍ＝λ／２−α）、導波器として機能する。図１３（ｂ）において、基板右端に位置する無給電アンテナ素子８１が導波器として機能する場合、給電アンテナ素子６から放射され基板中央側から入射する電波で励振して基板右側方向へ電波を放射する。また、基板左端に位置する無給電アンテナ素子８２が導波器として機能する場合、給電アンテナ素子６から放射され基板中央側から入射する電波で励振して基板左側方向へ電波を放射する。その結果、基板左右方向の端部に設けられた無給電アンテナ素子８１，８２から基板側方（左方向及び右方向）へ放射される側方指向特性となる。
【００９４】
図１５は無給電アンテナ素子８１，８２の電気長ＭをＭ＝λ／２−αとした場合の、アンテナ装置８０の指向特性を示している。同図（ａ）はアンテナ指向特性の３次元空間における指向特性、同図（ｂ）はＹ-Ｚ平面における指向特性、同図（ｃ）はＸ-Ｚ平面における指向特性、同図（ｄ）はＸ-Ｙ平面における指向特性を示している。図１５（ａ）（ｂ）に示すように、無給電アンテナ素子８１，８２の電気長ＭをＭ＝λ／２−αとした場合、基板側方となるＹ方向の指向特性が強く出ており、側方指向特性となっていることが判る。
【００９５】
また、無給電アンテナ素子８１，８２は、電気長Ｍが略λ／２である場合、反射器及び導波器として積極的に機能しないで、ほぼ全方向の指向特性となる。したがって、無給電アンテナ素子８１，８２から全方向に放射される電波と、給電アンテナ素子６から放射される電波とが合成され、Ｚ-Ｙ平面の全方向に合成された電波が放射される全方向指向特性となる。
【００９６】
図１６は無給電アンテナ素子８１，８２の電気長ＭをＭ＝λ／２とした場合の、アンテナ装置８０の指向特性を示している。同図（ａ）はアンテナ指向特性の３次元空間における指向特性、同図（ｂ）はＹ-Ｚ平面における指向特性、同図（ｃ）はＸ-Ｚ平面における指向特性、同図（ｄ）はＸ-Ｙ平面における指向特性を示している。図１６（ａ）（ｂ）に示すように、無給電アンテナ素子８１，８２の電気長ＭをＭ＝λ／２とした場合、Ｚ-Ｙ平面の全方向に合成された電波が均等に放射される全方向指向特性となっていることが判る。
【００９７】
図１７は本実施の形態に係るアンテナ装置８０の共振特性を示す図である。アンテナ装置８０の指向特性は前方指向特性に設定している。すなわち、無給電アンテナ素子８１，８２の電気長Ｍを、Ｍ＝λ／２＋αに設定した場合のシミュレーション結果を示している。アンテナ装置８０の共振周波数である共振ポイントＰ１は２．４ＧＨｚであるが、２．４ＧＨｚよりも低周波側に無給電アンテナ素子８１，８２の共振ポイントＰ２が現れている。このことから、無給電アンテナ素子８１，８２が反射器として動作していることが判る。
【００９８】
このように本実施の形態によれば、無給電アンテナ素子８１，８２の電気長Ｍを調整するといった極めて簡単な加工を加えるだけで、アンテナ装置８０の指向特性を側方指向特性、前方指向特性又は全方向指向特性に切り替えることができ、アンテナモジュールの基本構成は変更することなく、多様なアプリケーションに対応して、所望のアンテナ指向特性を選択的に設定できる。
【００９９】
また、本実施の形態によれば、スロットアンテナからなる給電アンテナ素子６とダイポールアンテナからなる無給電アンテナ素子８１，８２とを直交させているので、給電アンテナ素子６と無給電アンテナ素子８１，８２の電界方向が略同一方向となってアレイアンテナとして機能させることができる。
【０１００】
また、本実施の形態によれば、スロットアンテナからなる給電アンテナ素子６は方形状の誘電体基板２の第１の辺部Ｌ１に沿って設け、ダイポールアンテナからなる無給電アンテナ素子８１，８２は第１の辺部Ｌ１の両端部において直角に隣接する第２、第３の辺部Ｌ２，Ｌ３に沿って設けているので、誘電体基板２の中央部には大きなスペースを確保でき、その部分に電子回路を構成する電子部品を設置することができる。
【０１０１】
また、本実施の形態によれば、電界が集中するスロット４の中央部から離れた位置にライン給電部５ａ，５ｂを設けたので、所要のアンテナ共振周波数に対してスロット長を確保でき、バランスがとれていて強い指向特性を達成することができる。
【０１０２】
なお、以上の説明では無給電アンテナ素子８１，８２の電気長Ｍを調整するために、グランドパターン３の残余部を構成する銅箔をトリミングしているが、無給電アンテナ素子８１，８２にインピーダンス可変素子を接続して、アンテナ素子全体のインピーダンスを電気的に可変にすることで、無給電アンテナ素子８１，８２の電気長Ｍを調整しても良い。たとえば、インピーダンス可変素子としてバラクタダイオード又はピンダイオードを用い、制御回路からバラクタダイオード又はピンダイオードに制御電圧を印加してインピーダンスを制御する構成とする。またはインピーダンスの異なる複数のインピーダンス素子とスイッチ回路とを設け、無給電アンテナ素子８１，８２に接続するインピーダンス素子をスイッチ回路によって切り替え可能な構成とする。
【０１０３】
また、以上の説明では、アンテナ装置８０が給電スロットアンテナ（給電アンテナ素子６）と無給電ダイポールアンテナ（無給電アンテナ素子８１，８２）とを組み合わせたアレイアンテナで構成されていたが、無給無給電アンテナ素子８１，８２に代えて給電ダイポールアンテナを用いることも可能である。すなわち、センターラインに位置するスロットアンテナと、左右に設置されたダイポールアンテナと、給電点と左右のダイポールアンテナの間に設けた各位相器と、位相器を制御するコントローラにより構成されたアンテナシステムである。左右のダイポールアンテナはそれぞれセンターラインから距離ｄだけ離れるが、距離ｄはλ／４〜λ／２が望ましく、λ／２が最も良い。以下、具体的に説明する。
【０１０４】
図１８は無給無給電アンテナ素子８１，８２に代えて給電ダイポールアンテナを用いたアンテナ装置の構成図である。同図に示すアンテナ装置９０は、誘電体基板２の第１の辺部Ｌ１に沿ってスロット４が形成され、基板センターラインとなるスロット４の中心位置に給電ライン５が架け渡されている。スロット４及び給電ライン５からスロットアンテナからなる給電アンテナ素子６が形成されている。
【０１０５】
また、誘電体基板２の第２の辺部Ｌ２に沿ってダイポールアンテナからなる給電アンテナ素子９１が形成され、第３の辺部Ｌ３に沿ってダイポールアンテナからなる給電アンテナ素子９１が形成されている。給電アンテナ素子９１と給電アンテナ素子９２とは、センターラインから左右に距離ｄだけ離れている。距離ｄは、略λ／２とする。また、給電アンテナ素子９１、９２の電気長Ｍは略λ／２に調整される。
【０１０６】
給電アンテナ素子９１は、２つの導体部９１ａ，９１ｂで構成されていて、一方の導体部９１ａの端部（中央側）をグランドに接続し、他方の導体部９１ｂの端部（中央側）に給電ライン９３を介して給電している。もう一方の給電アンテナ素子９２は、同様に、２つの導体部９２ａ，９２ｂで構成されていて、一方の導体部９２ａの端部（中央側）をグランドに接続し、他方の導体部９２ｂの端部（中央側）に給電ライン９４を介して給電している。給電アンテナ素子９１、９２の導体部９１ａ，９１ｂ，９２ａ，９２ｂは、上記実施の形態と同様に、グランドパターン３の一部を除去して、その残余部で構成することができる。図１８ではグランドパターン３を破線で概略的に示しており、詳細は省略している。
【０１０７】
この変形例では、一方の給電アンテナ素子９１に給電するための給電ライン９３の途中に位相器９５が設けられている。同様に、他方の給電アンテナ素子９２に給電するための給電ライン９４の途中に位相器９６が設けられている。給電アンテナ素子９１、９２は導体部９１ｂ、９２ｂの端部に給電ポイントが設けられている。コントローラとしての制御回路９７は要求される指向特性に対応して位相器９５，９６の位相Φ１、Φ２を制御する。
【０１０８】
以上のように構成されたアンテナ装置９０では、制御回路９７から位相器９５，９６での位相シフト量を制御する。具体的には、位相器９５，９６の位相Φ１とΦ２を制御し、各アンテナ素子６，９１，９２の給電点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３での位相（或いは放射時の位相）を同じにしたとき、正面指向特性の放射となる（アンテナ素子を含めた面の垂直方向）。
【０１０９】
また、位相器９５，９６の位相Φ１とΦ２を制御し、各給電アンテナ素子９１、９２（ダイポールアンテナ）の給電点Ｐ２，Ｐ３での位相（或いは放射時の位相）が、給電アンテナ素子６（スロットアンテナ）の給電点Ｐ１での位相（或いは放射時の位相）と逆相のとき、側方指向特性の放射となる。
【０１１０】
このとき、スロットアンテナである給電アンテナ素子６への給電パワーＰａは、左右のダイポールアンテナである給電アンテナ素子９１，９２への給電パワーＰｂ，Ｐｃと次の関係となることが望ましい。Ｐａ＝Ｐｂ＋Ｐｃ。
【０１１１】
このように、給電スロットアンテナ（給電アンテナ素子６）と給電ダイポールアンテナ（給電アンテナ素子９１，９２）とを組み合わせたアレイアンテナで構成し、放射時の位相を制御することで、アンテナ電気長のトリミング無しに、アンテナ指向特性を切り替えることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、各種の無線通信機器に搭載されるアレイアンテナに適用可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０  アンテナ装置
２  誘電体基板
３  グランドパターン（導体パターン、導体部）
４，２１，２２，４１，４２，６１，６３  スロット
５，２３，３５，４６，５２，７３  給電ライン
５ａ，５ｂ，２３ａ，２３ｂ，４６ａ，４６ｂ，５２ａ，７３ａ，７３ｂ  ライン給電部
６，２４，２５，３２，４５，５１，７１，７２，９１，９２  給電アンテナ素子
７，８，１１，１２，３３，３４，４３，４４，６２，６４，８１，８２  無給電アンテナ素子
【図１】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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